클라이밍동작의족저압력분석을통한스포츠클라이밍화개발 Seung Bum Park 1 *, Kyung Deuk Lee 1, Kyung Hun Kim 1, Jong Jin Park 2, Sung Pyo Jun 3, Won Ho Ryu 3 1 Footwear Biomechanics Team, Footwear Industrial Promotion Center, Busan Economic Promotion Agency, Busan, Korea, 46757 2 Division of Sport & Health Science, College of Arts, of Kyungsung, Busan, Korea, 48434 3 Planning & Coordination Department, Samduk Tongsang Co., Ltd, Busan, Korea, 46728 ABSTRACT Objective: 본연구는일정구간클라이밍동작시족저압력분포분석을통하여전문스포츠클라이밍화를개발하고자한다. Background: 국내에서는 1990 년대이후부터실내인공암벽의설치가확대되면서스포츠클라이밍의인구가급증하고있다. 최근실내 외약 200 여개이상의인공암벽이설치되어있으며, 약 20 만명이상의인구가스포츠클라이밍을즐기고있다. 이에전문적인스포츠클라이밍화개발을위하여클라이밍시족저압력을비교분석하였다. Method: 실험은상해경험이없는전문스포츠클라이밍선수로써전국대회우승등엘리트남성선수 7 명을대상으로실시하였다 ( 나이 25.71±5.85years, 몸무게 63.43± 6.53kg 그리고신장 171.43±2.94cm). 실험에사용된스포츠클라이밍화는개발하고자하는제품 (Type A) 과기존국내외유명제품 (Type B, C, D) 으로전문가자문및시장조사를통하여선정하였다. 압력분포분석을위해클라이밍시주접촉부위인전족부 (Mask 1) 와중족부 (Mask 2) 그리고발전체 (Total) 로나누어접촉면적 (Contact areas), 최대힘 (Maximum force), 최대압력 (Peak pressure) 그리고최대평균압력 (Maximum mean pressure) 분석을실시하였다. Results: 분석결과 1 차개발스포츠클라이밍신발이타대조군에비해낮은접촉면적을나타내며, 최대힘과최대평균압력의경우발전체에서타대조군에비해가장낮은값을나타났다. Conclusion: 개발스포츠클라이밍신발은타대조군에비해발에발생되는압력을분산시켜주는효과는다소떨어지나발에대한부하를감소시키고피로를경감시켜는효과가있을것으로사료된다. Application: 3 차원동작분석및근전도분석등을통하여클라이밍동작에대한생체역학적성능평가가추후이루어져야할것이며, 이는엘리트선수들의전문기능화개발에유용하게적용가능할것으로기대된다. Keywords: Sports Climbing, Climbing Shoes, Foot Pressure, Pedar-X System, Foot Pressure Analysis 1. Introduction 스포츠클라이밍 (sports climbing) 은등반에서파생된스포츠종목이다 (Sheel, 2004). 손과발을가지고최소한의등반을하는것으로 (Eleonora, and Chris, 2001), 클라이밍은자연암벽등반을위한수련활동으로시작되었으나 (Quaine, and Martin, 1999), 실내경기로개발되면서전문적인스포츠종목으로발전하였다 (Seo, and Chun, 2014). 스포츠클라이밍은신체적 정신적인한계를극복함으로써신체기능의향상, 스트 레스해소, 그리고자기효능감고취등의긍정적효과를유도하는모험스포츠로서전세계적으로각광받고있다. 국내에서도 1990 년대이후부터실내인공암벽의설치가확대되면서접근성, 용이성, 그리고경제성이높아지면서스포츠클라이밍의인구가급증하고있는추세에있다. 최근각지역의공원이나청소년수련원등에실내 외합쳐약 200 여개의인공암벽이설치되어있으며, 약 20 만명의인구가스포츠클라이밍을즐기고있는것으로알려져있다 (Son, Kang, Jung, and Lee, 2013). 실내에서행하는스포츠클라이밍은인공벽에부착된홀드를쥐거나딛고오르
는연속동작들로구성되며, 먼곳에위치한홀드를손으로쥐거나발로딛기위해상체와하체를비틀거나뻗거나굽히게되는동작이자주반복되므로, 인체가동범위가크고, 인체의다양한근육을사용하는익스트림스포츠라할수있다 (Seo, and Chun, 2014). 인공암벽에서경기가진행되는스포츠클라이밍은자연암벽등반과달리온도나습도, 날씨에영향을크게받지않는다 (Lee, 2006). 경기방식은평가기술요소와안전장비사용에따라크게속도경기, 난이도경기, 볼더링경기로구분된다. 속도경기는톱로프가확보된상태에서가장빨리목표지점에도달해야하는경기방식이고, 난이도경기는안전벨트를착용한상태에서제한시간내에가장높은지점까지도달해야하는경기이다. 볼더링경기는안전벨트나로프, 하네스를착용하지않은상태로제시된과제를풀면서제한된손홀드를사용하여정상까지도달하는경기방식이다 (Sung, 2009). 이러한환경적특성과기술적특성등을고려하여스포츠클라이밍에맞는많은장비들이개발되어지고있다. 특히신발은가장중요한기본장비중의하나로클라이밍시발을안정적으로지탱해주고등반능력을높여주는클라이머에게가장중요한장비이다. 일반아웃도어용신발의경우목이높고두터운갑피형태에인솔, 미드솔, 아웃솔등일반적인형태의구조로구성되나, 스포츠클라이밍용신발은나일론이나가죽천이주재료인갑피와부틸고무를사용한창으로이루어진단순한구조로기존신발과차이를보인다. 또한힘을절약하면서효과적으로목표를이룰수있도록하기위해신발의그립성, 안정성및착화감이중요한요소로평가되고있다. 이에본연구에서는이러한스포츠클라이밍용신발의기능들이접목되어진새로운스포츠클라이밍용신발을개발하기위해기존국내외유명제품과개발제품간족저압력분석을통한기능성을검증하고자한다. 2.1 Subject 2. Method 본연구는요추및하지의근골격계질환징후및상해경험이없고발의형태학적변형이없는신체 건강한전문스포츠클라이밍선수를선정하였다. 피험자는전국체전 2 연패경력의국내랭킹 1 위선수및부산시대표등엘리트남성선수 7 명으로구성되어있다. Table 1. Characteristics of the subjects(n=7) Height(cm) Weight(kg) Age(year) Mean(S.D) 171.43±2.94 63.43±6.53 25.71±5.85 2. 2 Tested shoes 실험에사용된신발은개발스포츠클라이밍용신발 (Type A) 과현재시판중인국내외유명제품으로 B 사 (Type B), E 사 (Type C) 그리고 L 사 (Type D) 제품을선정하였다. 사이즈는클라이밍용전용신발로 260mm 이다 (Figure 1). 2.3 Data collection Figure 1. Tested shoes 실험은전문실내암벽장에서시행되었으며, 전문가자문을통하여스포츠클라이밍용신발용도에맞는 4 가지클라이밍기본동작 ( 인사이드스텝 무릎앉기 카운터밸런스 아웃사이드스텝 ) 을설정하여순서대대로등반하였다. 4 가지동작으로이루어진등반구간을클라이밍하는과정에서족저압력측정을실시하였다. 족저압력분석은 Novel Gmbh 사 (novel, pedar mobile) 의 pedar-x mobile system 을사용하여인솔형압력센서를양쪽스포츠클라이밍용신발에삽입후발전체 (Total), 전족부 (Mask 1), 중족부 (Mask 2), 후족부 (Mask 3) 로나누어접촉면적 (contact areas), 최대힘 (maximum force), 최대압력 (peak pressure) 그리고최대평균압력 (maximum mean pressure) 을측정하였다.
Figure 3. Results of contact areas Figure 2. Experimental set up 3. Results 본연구에서는국내기술로개발된스포츠클라이밍용신발과기존국내외유명제품간클라이밍동작시발생하는압력분산효과를평가하기위해족저압력분석장비를이용하여분석하였다. 결과는다음과같다. 3.1 Contact areas Figure 4. Results of maximum force 접촉면적분석결과전족부에서 Type A 가 37.79 cm 2 로가장낮게나타났으며, Type B(39.96 cm 2 ) > Type C(39.53 cm 2 ) > Type D(39.38 cm 2 ) 순으로높은접촉면적이나타났다. 중족부에는 Type A 가 8.93 cm 2 로 Type C(7.35 cm 2 ) 보다는높게나타났으나, Type B(10.77 cm 2 ), Type D(15.28 cm 2 ) 보다는낮게나타났다 (Figure 3). 3.2 Maximum force 최대힘분석결과 Type A 가 447.55 N 로가장낮게나타났으며, Type C(472.62 N) < Type B(473.83 N) < Type D(498.77 N) 순으로낮게나타났다. 중족부에는 Type A 가 29.90 N 으로 Type C(21.26 N) 보다는높게나타났으나, Type B(37.32 N), Type D(55.93 N) 보다는낮게나타났다 (Figure 4). Figure 5. Results of peak pressure
3.3 Peak pressure 최대압력분석결과 Type A 가 396.03 kpa 로, Type B(386.76 kpa) 보다는높게나타났으나 Type C(414.34 kpa), Type D(422.84 kpa) 보다는낮게나타났다. 중족부에는 Type A 가 59.27 kpa 으로 Type C(49.14 kpa) 보다는높게나타났으나, Type B(62.40 kpa), Type D(80.53 kpa) 보다는낮게나타났다 ( Figure5). 3.4 Maximum mean pressure 최대평균압력분석결과 Type A 가 105.52 kpa 로가장낮게나타났으며, 대조군 Type B(109.99 N) < C(110.02 N) < D(118.37 N) 순으로낮게나타났다. 중족부에는 Type A 가 33.03 N 으로 Type C(31.34 N) 보다는높게나타났으나, Type B(35.28 N), Type D(41.38 N) 보다는낮게나타났다 ( Figure 6). 로보여진다. 그러나최대힘및최대평균압력의경우개발제품이타대조군에비해발전체에서가장낮은값을보임으로발에대한부하를감소시키고피로를경감시켜줄것으로보여진다. 또한최대압력에서도개발제품이발전체에서 Type B 다음으로낮은값을나타냄으로우수성을입증하고있다. 본연구는국내기술로개발된스포츠클라이밍용신발과국내외유명제품간족저압력분산효과비교를통해클라이밍동작시발생하는압력분산을통해기능성을검증하고자하였다. 압력분산효과에대한기능을면밀히분석해추후완성도높음스포츠클라이밍용신발을개발하고자하며, 이를위한기초자료를제공함으로써제품의기능성향상에도움이될것으로보인다. 또한향후 3 차원동작분석등보다세부적인생체역학적성능평가와물성검사등을통해종합적인분석이이루어져야할것이다. Acknowledgements This research project was supported by the Sports Promotion Fund of Seoul Olympic Sports Promotion Foundation from Ministry of Culture, Sports and Tourism. References Figure 6. Results of maximum peak pressure 4. Conclusion 본연구에서는국내기술로개발된스포츠클라이밍용신발과기존국내외유명제품간일정구간클라이밍동작시압력분산효과를평가하기위해클라이밍동작시발에발생하는접촉면적, 최대힘, 최대압력그리고최대평균압력을비교분석하였다. 스포츠클라이밍용신발간족저압력분석결과접촉면적의경우발전체에서스포츠클라이밍용개발시제품 (Type A) 이타대조군에비해낮은접촉면적을나타낸다. 이는발에발생되는부하를분산시켜주는효과가타대조군에비해다소떨어질것으 Eleonora, P. P., and Chris, J. S., Shoe design for prevention of injuries in sport climbing. Appled ergonomics, 32, 379-387, 2001. Lee, Y.D., Climbing school. Seoul: Hainaim, 2006. Seo, E.J., and Chun, J.S., Demand for functional elements of sports climbing shirts. The Research Journal of the Costume Culture, 22(2), 198-208, 2014. Sheel, A.W., Physiology of sport rock climbing. British Journal of Sports Medicine, 38, 355-359, 2004. Son, J.J., Kang, C.K., Jung, W.S., and Lee, M.G., Comparative Analysis of Body Composition, Cardiorespiratory Function, and Blood Variables according to Career of Sports Climbing Club Activity in Middle-Aged Men, Exercise Science, 22(4), 351-362, 2013. Sung, B.J., Let s do sports climbing in autumn. The Korea Public Health Association, Health and Life, 65, 38-39, 2009. Quaine, F., and Martin, L., A biomechanical study of equilibrium in sport rock climbing. Gait and Posture, 10, 233 239, 1999.
Author listings Seung Bum Park: sbpark@shoenet.org Highest degree: PhD, Department of Physical Education, Pusan National Position title: Head of Team, Footwear Biomechanics Team, Footwear Industrial Promotion Center, Busan Economic Promotion Agency Kyung Deuk Lee: leekd79@shoenet.org Highest degree: Master, Department of Industrial and Management Engineering, Dong-Eui Position title: Manager, Footwear Biomechanics Team, Footwear Industrial Promotion Center, Busan Economic Promotion Agency Kyung Hun Kim: kimkh@shoenet.org Highest degree: Master, Department of Physical Education, Kyungsung Position title: Assistant Manager, Footwear Biomechanics Team, Footwear Industrial Promotion Center, Busan Economic Promotion Agency Jong Jin Park: jjpark@ks.ac.kr Highest degree: PhD, Department of Physical Education, Seoul National Position title: Professor, Division of Sport & Health Science, of Kyungsung Areas of interest: Sport Biomechanics Sung Pyo Jun: sp.jun@samduk.net Highest degree: Pusan National Position title: Manager, R&D Center, Samduk Tongsang Areas of interest: Footwear Development Won Ho Ryu: wh.ryu@samduk.net Highest degree: Soonchunhyang Position title: Manager, R&D Center, Samduk Tongsang Areas of interest: Footwear Development